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作者:夏果游樂設(shè)施 閱讀量:366次 發(fā)表時(shí)間:2022-01-01 20:50:25
在科幻片中,飛行在外太空的飛船怎么人工制造重力游樂場設(shè)備如何制造失重感覺?
似乎這和科幻片中設(shè)定的背景有關(guān)游樂場設(shè)備如何制造失重感覺,也與導(dǎo)演的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性有關(guān),科幻片中的人工重力制造方式不外乎三種,一種是莫名其妙就有的重力,另一種是旋轉(zhuǎn)離心力來產(chǎn)生重力的,還有一種是利用加速度產(chǎn)生重力的,只有這三種,我們下面一一來介紹下!
相信不用介紹就知道這是經(jīng)典的《星際迷航》里的劇照游樂場設(shè)備如何制造失重感覺,而這個(gè)是與本劇的時(shí)代背景有關(guān)的,盡管星際迷航中沒有交代重力產(chǎn)生的原理,但據(jù)介紹人類在2063年就實(shí)現(xiàn)了曲速引擎,無論是從理論上還是操作上都對空間有了很深的理解,而重力的本質(zhì)就是空間,如果能從這個(gè)源頭上解決重力的來源,那么無論是什么結(jié)構(gòu),只要有這種控制空間的技術(shù),那重力不需要離心力或者加速度等方式模擬是完全沒有問題的!
《火星救援》中的赫爾姆斯號游樂場設(shè)備如何制造失重感覺,這個(gè)是離心力產(chǎn)生重力的典型代表!從科學(xué)邏輯上來說是比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?,但根?jù)其比例直徑與旋轉(zhuǎn)速度,是無法產(chǎn)生足夠重力的,或者如果要產(chǎn)生足夠重力的話旋轉(zhuǎn)速度將要超過人類感覺舒適的2-3圈/分,因此從理論上來看仍然有所欠缺,但能做到如此邏輯已經(jīng)讓糊弄大媽混日子的國內(nèi)電影界已經(jīng)汗顏不已??!
還有《阿凡達(dá)》游樂場設(shè)備如何制造失重感覺,這個(gè)旋轉(zhuǎn)的就是值班乘員艙,工作時(shí)模擬的重力環(huán)境下工作還是非常舒適的,而冬眠艙則處在失重狀態(tài)!
當(dāng)然在冬眠狀態(tài)下水還會在意是否失重呢.....
最后一種則是加速型,假如以0.2G加速度一直加速,那么重力方向就與前進(jìn)相反的方向,然后加速到飛船的極速之后,將這個(gè)乘員艙反一個(gè)面再減速,然后不斷持續(xù)這個(gè)過程就有加速度所產(chǎn)生的重力了!但這種方式極度消耗燃料,只有在沒有燃料消耗焦慮感的旅程中可以如此實(shí)施.....
距離我們最接近的是離心力模擬的重力,但即使如此在人類未來的空間計(jì)劃中仍然沒有計(jì)劃實(shí)施,因?yàn)橐晕覀內(nèi)祟愡@點(diǎn)微末道行實(shí)在是不足掛齒,我們的火箭無法將如此笨重的結(jié)構(gòu)送上太空,或者成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,因此在未來相當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi),宇航員們?nèi)匀贿€要在失重的狀態(tài)下苦苦捱日子....!!
引力是長程力,作用距離通常被認(rèn)為是無限遠(yuǎn),因此太空也是有重力的,以國際空間站為例,空間站中的宇航員之所以感受不到重力,是因?yàn)槠鋰@地球做圓周運(yùn)動產(chǎn)生的離心慣性力與重力相互抵消了。
因此要想在地球上模擬出太空中的失重環(huán)境,可以通過其他力抵消重力來實(shí)現(xiàn)。按照這個(gè)思路考慮,人類開發(fā)出了許多模擬失重的辦法,比如拋物飛行法、水浮法、落塔法、氣浮法等等。
1、拋物飛行
利用改裝后的高效能飛機(jī)沿拋物線軌跡飛行,當(dāng)飛機(jī)下降加速度等于重力加速度時(shí),就可以實(shí)現(xiàn)失重環(huán)境。拋物飛行成本較高,而且受限于飛機(jī)體積,其能實(shí)現(xiàn)的失重空間較小,但是這種方法可以重復(fù)模擬失重環(huán)境而且其模擬精度較高,因此通常用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
2、水浮法
這個(gè)很好理解了,就是利用水的浮力抵消重力。雖然成本與空間比拋物飛行法有優(yōu)勢,但是由于水的阻力作用,其模擬失重的感受較差。
3、落塔法
其原理就是建造一個(gè)高塔(或者豎直的礦井等),讓需要失重的物體從高塔扔下去,想要提高精度可以把高塔抽真空。受限于塔高的影響,落塔法難以實(shí)現(xiàn)長時(shí)間的失重模擬。
4、氣浮法
氣浮法簡單來說,就是用氣把物體“吹”起來。其比水浮法精度要高,但是要考慮高速氣流對失重物體的影響。
總結(jié)依靠其他力來抵消重力或者讓物體進(jìn)行自由落體運(yùn)動可以進(jìn)行失重模擬,但是相對于太空中的失重效果,地面模擬失重還是有非常多的不足。
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其實(shí),在地面上,或者是近地面,很容易體驗(yàn)到零重力的,并沒有想象中的那么難。
首先,先說什么是0重力,并不是物體失去了重力。根據(jù)著名的牛頓第二定律W=mg,物體在引力場中自由運(yùn)動時(shí)有質(zhì)量而不表現(xiàn)重量,從而呈現(xiàn)出漂浮現(xiàn)象的一種狀態(tài)。
當(dāng)你把杯子裝上水,然后突然松手,杯子里的水在下降過程中,不會流出,這就是一種0重力。
那么,要如何在地面或者近地面的空中實(shí)現(xiàn)零重力呢?有很多辦法:
第一種:把你用飛機(jī)送到空中,然后,飛機(jī)在垂直方向作拋物線軌跡飛行,這樣便會產(chǎn)生幾十秒的0重力狀態(tài)。世界上有專門的改裝的這種飛機(jī),用于宇航員的訓(xùn)練。在日??蜋C(jī)起飛爬升完成后,電梯下降開始時(shí),也會產(chǎn)生極短的0重力狀態(tài)。
第二種:把你放在一個(gè)風(fēng)洞的上方,當(dāng)風(fēng)力達(dá)到一定速度,正好克服地球引力,那你就能體驗(yàn)到那種0中立的額感覺了。當(dāng)然,你也可以制作類似降落傘的東西,在大風(fēng)天,把自己放飛。(簡直就是作死?。?/p>
第三種:讓你穿上宇航服,然后把你扔進(jìn)水缸里,然后調(diào)節(jié)浮力,讓你體驗(yàn)下零重力狀態(tài)下的感覺。宇航員都是這么訓(xùn)練的,當(dāng)然了這只是模仿0重力,跟實(shí)際還是有差別的。
第四種,站到高處,來一次自由落體,對,就是這樣的感覺。
當(dāng)然了,在地面上,長期穩(wěn)定的失重狀態(tài)是根本無法產(chǎn)生的,因?yàn)槟銦o法抗拒地球的引力。
關(guān)于地磁和引力,應(yīng)該是沒有關(guān)系的,我不知道你說的某些地區(qū)的失重現(xiàn)象是哪里?又是和中失重情況?
失重我們生活中經(jīng)常出現(xiàn),不光是某些地區(qū)了。
希望這個(gè)答案你能滿意。
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